فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق نقش مهمي در رشد و تهاجم سلولهاي توموري ايفا مي كند.آنتي بادي هاي تك دوميني با منشا شتري (با نام تجاري نانوبادي) داراي اختصاصيت و افينيتي بالايي به تارگت خود مي باشند. اندازه كوچك نانوبادي ها دسترسي آنها را به مناطقي از تومور كه معمولا در دسترس ساير آنتي بادي ها قرار نميگيرد، امكان پذير ساخته است. يكي از مشكلات نانوبادي ها براي اهداف درماني، نيمه عمر پايين آنها مي باشد. راهكارهاي مختلفي براي افزايش نيمه عمر نانوبادي ها ارايه شده است كه يكي از آنها ساخت ديابادي مي باشد. ديابادي توليد شده در اين اختراع ماحصل اتصال دو نانوبادي مشابه با لينكر ناحيه لولاي آنتي بادي مي باشد. نتايج نشان داد كه ديابادي اثر مهاري بالاتري نسبت به نانوبادي بر روي تكثير، تشكيل تيوب و مهاجرت سلولهاي اندوتليال انسان دارد. علاوه بر اين نيمه عمر ديابادي در مدل موشي بالاتر از نانوبادي مي باشد. روش ارايه شده ابزار اميدواركننده اي در درمان بيماريهاي وابسته به فاكتور رشد مي باشد.

در اين اختراع آنتي بادي تك دوميني عليه فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق توليد شده است. با توجه به اينكه رگ زايي در سرطان يكي از مراحل مهم در رشد، توسعه و متاستاز سلول هاي توموري مي باشد. لذا رگ زايي داراي اهميت ويژه اي در تحقيقات به منظور درمان بيماريهاي وابسته به رگ زايي مانند سرطان دارد. و با توجه به اينكه فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق(VEGF) نقش مهمي را در رشد ، تهاجم و تشكيل عروق خوني جديد در بافت توموري ايفا مي كند. بنابراين مهار فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق(VEGF) منجر به مهار رشد سلول هاي توموري و آنژيوژنز خواهد شد. توليد آنتي بادي كامل نياز به سلولهاي پستانداران دارد كه مستلزم هزينه و وقت زياد و پروسه هاي پر زحمت تخليص مي باشد. آنتي بادي تك دوميني شتري ها علاوه بر نداشتن مشكلات ذكر شده، بعلت دارا بودن سايز كوچك خود براحتي مي توانند مناطقي از سلولهاي سرطاني كه به طور معمول توسط آنتي بادي هاي كامل مورد شناسايي قرار نمي گيرند، را مورد شناسايي قرار دهند. آنتي بادي تك دوميني شتري تهيه شده در اين اختراع قادر است فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق را شناسايي و مهار نموده و از رشد و توسعه سلولهاي اندوتليال عروق و تشكيل تيوب در شرايط آزمايشگاهي جلوگيري نمايد.

گياهان به عنوان يكي از مهمترين بيوراكتورها و ميزبان جديدي براي توليد داروهاي زيستي، پليمرها، واكسن¬ها، آنزيم¬ها، پروتئين¬هاي پلاسما و آنتي¬بادي¬ها شناخته شده¬اند. توليد پروتئين¬هاي نوتركيب در گياهان داراي مزاياي زيادي است؛ اولاً سيستم‏هاي گياهي در مقايسه با ساير روش¬هاي صنعتي توليد (مانند باكتري¬ها، مخمرها يا لاين¬هاي سلولي كشت شده انساني و حيواني) اقتصادي¬تر هستند و قادر به توليد مقادير بسيار زيادي از پروتئين نوتركيب با قيمت ارزان مي باشند. ثانياً گياهان حاوي واكسن و يا پروتئين نوتركيب را مي توان در شرايط محيطي معمولي نگهداري نمود. همچنين گياهان توانايي انجام بعضي تغييرات پس از ترجمه را بر روي پروتئين¬هاي نوتركيب مانند سيستم¬هاي طبيعي بدن انسان دارند. علاوه بر اين¬ها به دليل آنكه گياهان ميزبان هيچ عامل بيماري¬زاي مشترك انساني نمي باشند، لذا خطر امكان انتقال بيماري از گياهان به انسان غيرممكن يا حداقل است. در بدن انسان تأمين اكسيژن و مواد غذايي و خارج نمودن مواد زائد، به كمك دستگاه گردش خون انجام مي‌شود. همچنين رگ‌زايي براي رشد و بهبود بافت¬ها و ترميم زخم¬ها مورد نياز مي‌باشد. فرايند رگ¬زايي در بدن به شدت كنترل مي¬شود و مكانيسم¬هاي دقيق و پيچيده¬اي در ارتباط با اين پديده وجود دارد، با اين حال رگ¬زايي بيش از حد و نابجا و يا رگ¬زايي ناقص در بسياري از بيماري¬ها مانند سرطان، مشاهده مي شود. همچنين به كمك سيستم گردش خون، سلول‌هاي سرطاني در سراسر بدن پخش شده و متاستاز صورت مي‌گيرد. گيرنده 2 فاكتور رشد اندوتليال عروقي(VEGFR-2) مهمترين و شناخته شده‌ترين عامل براي ايجاد عروق خوني جديد در بدن انسان است. در عين حال، VEGFR-2 يك آغازگر اصلي در رگ¬زايي تومورها بوده و فاكتور اصلي در رشد و متاستاز تومورهاي سرطاني به¬شمار مي آيد. در بسياري از تومورهاي سفت مانند ملانوما، پستان، سرطان كولون، كليه، مثانه، تخمدان، پروستات و لوسمي-ها افزايش بيان VEGFR-2 گزارش شده است، بدين جهت اين پروتئين مي¬تواند هدف مناسبي براي درمان سرطان باشد. در اين پژوهش ژن فيوز شده نانوبادي ضد VEGFR-2 و توكسين PE38 به كلروپلاست گياه توتون منتقل گرديد. بدين منظور توالي نانوبادي ضد VEGFR-2 بر اساس ترجيح كدوني كلروپلاست توتون تغيير داده شده و براي افزايش كارايي نانوبادي، توكسين PE38 سودوموناس با كمك اتصال دهنده به آن متصل شده و به ناقل كلروپلاستي منتقل گرديد. اين ناقل داراي منطقه تنظيمي psbA و قسمت 5’ UTR آن، ژن آنتي¬بيوتيك aadA و پيشبرنده Prrn بود. براي نوتركيبي همولوگ نيز از مناطق جانبي (trnI/trnA) طبيعي توتون استفاده گرديد. انتقال ژن به گياه با روش بيوليستيك انجام شده و باززايي گياهان تراريخت و غربالگري آن ها با كمك آنتي¬بيوتيك اختصاصي صورت گرفت. به منظور رسيدن به هموپلاسمي كامل در گياهان ترانسپلاستوميك حداقل سه بار باززايي انجام شد. بعد از باززايي، استخراج DNA ژنومي گياه تراريخت انجام شده و با استفاده از تكنيك PCR حضور ژن نوتركيب در گياه تراريخت تاييد گرديد. براي بررسي انجام نسخه‌برداري ژن فيوز شده نانوبادي ضد VEGFR-2 و توكسين PE38 آناليز RT-PCR از گياهان تراريخت توتون انجام پذيرفت. كه در نتيجه كل پروتئين از برگهاي گياه تراريخت استخراج شده و با استفاده از تكنيك هاي Dot Blot، الايزا و Western blot بيان ژن نوتركيب مورد بررسي نهايي قرار گرفت. مصرف آنتي¬بادي¬هاي با اهداف تشخيصي و درماني روز بروز افزايش مي يابد و ايجاد يك سيستم كارا به منظور توليد انبوه و ارزان آن ها ضروري است، لذا بهره برداري از بيوراكتورهاي گياهي ضرورتي اجتناب ناپذير است. با توجه به اينكه تاكنون گزارشي در مورد انتقال پايدار كلروپلاستي نانوبادي VEGFR-2 متصل به توكسين PE38 به هيچ گياهي گزارش نشده است، اين دستاورد مي تواند مسير جديدي در كشاورزي مولكولي باز كند.

سيستم زراعت ملكولي (Molecular farming) داراي مزاياي بسياري است كه مي‌توان به هزينه توليد پائين، مقياس‌پذيري بالا و عدم وجود عوامل بيماريزاي انساني در گياهان اشاره نمود. علاوه بر اين، مهندسي كلروپلاست نيز چندين مزيت دارد كه مي‌¬توان بر سطوح بالايي از بيان ژن انتقال يافته هدف به دليل تعداد نسخه زياد ژنوم و عدم خاموشي ژن، توارث مادري پلاستيدها، نبودن ژن انتقال‌يافته در دانه گرده و در نتيجه عدم فرار ژن و بيان چندين ژن با يك پيشبرنده (Promoter) در سيستم اُپروني مشابه با پروكاريوت‌ها تأكيد نمود. كلروپلاست‌هاي تراريخت گياهان، بيوراكتورهاي ايده‌آلي براي توليد پروتئين‌هاي تشخيصي و درماني مي‏باشند. امروزه، سرطان يكي از مهم‌ترين بيماري‌هاي تهديد كننده زندگي بشر است. رگزايي نقش مهمي را در رشد، تهاجم و پيشرفت سرطان ايفا مي‌نمايد و لذا مهار آن رويكردي مهم براي درمان سرطان مي‌باشد. بيان ژن VEGFR2 - يك ملكول مرتبط با فرآيند رگزايي تومور- در عروق تومور به شدت افزايش مي‌يابد. بنابراين، آنتي‌ژن VEGFR2 يك هدف منطقي براي روش‌هاي درماني سرطان است. براي رسيدن به اين هدف، نانوبادي‌ها كانديداهاي مناسبي مي‌باشند. نانوبادي‌ها (يا VHH¬ها)، قطعات تك دُمين متصل‌شونده به آنتي‌ژن هستند كه از آنتي‌بادي‌هاي زنجيره سنگين شتر به دست مي‌آيند. نانوباد¬ي‌ها به دليل داشتن خصوصياتي نظير اندازه كوچك، پايداري و حلّاليت بالا و توانايي اتصال به اپي‌توپ‌هايي غير‌قابل دسترس براي آنتي‌بادي‌هاي معمول، براي بسياري از كاربردهاي تشخيصي و درماني مناسب مي‌باشند. در اين پژوهش پس از تهيه سازه مناسب و انتقال ژن هدف به پلاستيدها، بيان نانوبادي Anti-VEGFR2 در كلروپلاست‌هاي كاهو مطالعه شد. از جمله دلايل انتخاب گياهو كاهو به عنوان يك بيوراكتور طبيعي براي توليد پروتئين نوتركيب مي‏توان به امكان دستيابي به سطوح بالايي از بيان در كلروپلاست‌هاي محصولات برگي، دوره رشد كوتاه و توانايي رشد تحت شرايط كنترل‌شده گلخانه اين گياه اشاره نمود. به منظور انتقال ژن به ژنوم كلروپلاست، از روش بيوليستيك استفاده گرديد. سپس چندين مرحله باززايي و بازكشت گياهان تراريخت ترانس‌پلاستوميك بر سطح محيط كشت حاوي آنتي‌بيوتيك انجام پذيرفت. براي اطمينان از انتقال ژن هدف به كلروپلاست كاهو از روش PCR و براي حصول كامل از هموپلاسم بودن گياهان ترانس‌پلاستوميك از روش Southern blotting استفاده شد. بعلاوه از روشRT-PCR براي بررسي بيان نانوبادي نوتركيب در سطح RNA و روشهايي نظير ELISA و Western blotting براي بررسي بيان پروتئين نوتركيب متصل‌شده به توكسين استفاده شد. نتايج بررسي‏ها نشان دادند كه RNA و پروتئين ايمنوتوكسين توانايي بيان در كلروپلاست كاهو را دارند. در تحقيق حاضر، براي اولين بار گياه كاهوي تراريخت بيان كننده پروتئين ايمنوتوكسين توليد شد. با توجه به نقش مهم آنتي‏بادي‏ها و مشتقات آن در تشخيص و درمان بيماري‏ها و هزينه‏هاي بالاي توليد آن‏ها در ساير سيستم‏ها، مي‏توان با توليد اين پروتئين در سيستم گياهي زمينه توليد انبوه و ارزان آن را فراهم نمود. اميد است كه اين دستاورد بتواند روزنه‏اي جديد در زراعت ملكولي و در جهت بهبود زندگي بشر ايجاد نمايد. چرا در صورت بهينه شدن سيستم بيان پروتئين نوتركيب در گياه كاهو، مي توان از آن براي توليد واكسن‏هاي خوراكي نيز بهره جست.

رگ زايي يكي از مهمترين مراحل در توسعه و پيشرفت سرطان محسوب مي گردد. يكي از مهمترين فاكتورهاي دخيل در پيشبرد رگ زايي فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق مي باشد. آنتي بادي ها بطور گسترده براي هدف قرار دادن فاكتورهاي مهم رگ زايي در سرطان استفاده مي شوند و از ميان آنها ،آنتي بادي هاي با منشا شتري داراي ويژگي هاي منحصر به فردي از قبيل: اندازه كوچك ( در حد نانومولار)، پايداري در شرايط سخت ( دماي بالا و حضور عوامل دناتورانت)، توانايي نفوذ پذيري بالا به سلولهاي توموري در بافت تومور و توليد در ميزبان باكتريايي هستند كه آنها را به ابزارهاي مناسبي براي درمان سرطان مبدل كرده است. در حال حاضر تمامي آنتي بادي هاي موجود در بازار بصورت منوكلونال مي باشند. آنتي بادي هاي منوكلونال به دليل رقابت بر سر اپي توپ يكسان در سطح آنتي ژن در دوزهاي پايين پاسخ مناسبي ايجاد نمي كنند. در اين نوع آنتي بادي ها اپي توپ به عنوان يك فاكتور محدود كننده براي آنها محسوب مي گردد. به همين دليل جهت بهبود بخشيدن كارايي آنتي بادي هاي منوكلونال از دوز هاي بالاي آنها استفاده مي شود كه اين امر منجر به بروز اثرات جانبي ناخواسته آنتي بادي هاي منوكلونال مي گردد كه در اغلب موارد منجر به خاتمه ناتمام روند درمان بيمار مي گردد. از اينرو در اين اختراع از آنتي بادي اليگوكلونال تك دوميني با منشا شتري استفاده گرديد. آنتي بادي اليگوكلونال مجموعه اي از 4 آنتي بادي تك دوميني شتري مي باشد كه اپي توپ هاي مختلفي را در سطح فاكتور رشد سلولهاي اندوتليال عروق شناسايي مي كند. نتايج ما نشان داد كه آنتي بادي اليگوكلونال نسبت به استفاده منفرد هر يك از آنتي بادي ها داراي اثر مهاري بالاتري بر روي تكثير و تشكيل تيوب سلولهاي اندوتليال انسان از طريق بلوكه كردن فاكتور رشد مي باشد. روش ارايه شده راهكار نويني در درمان بيماريهاي وابسته به رگ زايي كه توسط فاكتور رشد القا مي شوند پيش روي ما قرار ميدهد.

بيماري ويروسي نكروز عفوني پانكراس (IPN) نوعي بيماري واگير دار درماهيان از جمله قزل آلا مي‌باشد كه هر ساله باعث تلفات و زيان‌هاي اقتصادي زيادي در دنيا و ايران مي‌شود. در حال حاضر تعدادي واكسن تجاري بصورت پروتئين نوتركيب و ويروس كشته عليه اين بيماري قابل دسترس مي‌باشند كه عمدتا به روش داخل صفاقي و براي ماهيان بالاي 20 گرم كاربرد دارند. اين در حالي است كه بيماري بيشتر باعث تلفات در بچه ماهيان زير 5 گرم مي‌گردد. بعلاوه برخي از اين واكسن‌ها علاوه بر مشكلات بهداشتي و توليدي، متناسب با سويه‌هاي بومي كشور نمي‌باشند. اختراع حاضر ساخت واكسنDNA با استفاده از سويه شايع ويروس عامل بيماري در ايران و قابل تجويز به روشهاي خوراكي و تزريقي در اوزان پايين مي باشد. براي ساخت واكسن ابتدا ويروس جداسازي و شناسايي شده و پس از مطالعات فيلوژني، آنتي ژن VP2ويروس در وكتور يوكاريوتيpcDNA 3.1 حاوي پروموتورCMV (با قابليت بيان مستقيم آنتي ژن در ميزبان) وارد و كلون گرديد. سپس آنتي ژن حاصله با استفاده از نانوذرات كيتوزان-تري پلي فسفات و آلژينات سديم پوشش دار و كارايي باليني و پاسخهاي ايمني واكسنهاي توليدي به روشهاي تزريق عضلاني و خوراكي در بچه ماهيان قزل آلا با وزن 3 گرم ارزيابي و تاييد گرديد.

خلاصه: گزيده شدن با جانوراني كه توليد زهر مي كنند نظير عقرب و مار به عنوان يكي از مشكلات در سيستم بهداشت عمومي بسياري از كشورهاي دنيا مطرح است. همچنين باكتري هايي كه در بدن انسان توليد توكسين مي نمايند و از اين طريق عوارضي را در فرد آلوده ايجاد مي نمايند نيز يكي از مسائلي است كه سيستم بهداشتي دنيا با آن درگير مي باشد. سرم تراپي تنها راه درمان قطعي اين بيماري ها مي باشد اين آنتي سرم ها اغلب از اسب و يا گوسفند تهيه مي شود كه مي توانند در انسان بيماري سرم ايجاد نمايند كه داراي عوارض زيادي مي باشد. آنتي سرم تهيه شده از شتر مي تواند يكي از بهترين جايگرين هاي آنتي سرم هاي اسبي باشد زيرا اين حيوان با انسان داراي قرابت بيشتري است . حجم آنتي سرم بيشتري را مي توان از شتر بدست آورد. همچنين وجود آنتي بادي هاي تك زنجيره اي كه داراي مقاومت بيشتري نسبت به شرايط سخت محيطي هستند از ديگر مزاياي آنتي سرم هاي شتري مي باشد.